Je všeobecne známe, že automobilový priemysel je jedným z najväčších príjemcov technológií, ktoré viedli k zníženiu hmotnosti, riadeniu prenosu informácií, ľahkej diagnostike a údržbe. Základom inovácií v automobiloch je dnes palubná elektronika a spôsob, akým riadi alebo uľahčuje potrebné operácie v aute.
Na pochopenie toho, ako fungujú dnešné vozidlá, nestačia znalosti mechaniky. Je potrebné pochopiť základnú elektrinu az toho aj základy elektronických systémov.
V tomto scenári, aby mohol technik začať diagnostikovať poruchu riadiaceho systému turbíny, musí začať tým, že pozná fungovanie systému, hlavne preto, že ide o systém, ktorý je elektronicky riadený elektronickou centrálou a závisí od prevádzky niekoľkých senzorov pre jeho perfektnú prevádzku.
Avšak na úplné pochopenie výhod riadiaceho systému turbíny s variabilnou geometriou je potrebné porozumieť fungovaniu konvenčného preplňovaného systému.
⦁ Prevádzka systému s turbodúchadlom
Turbo dúchadlo, ľudovo známe ako turbo, je v podstate vzduchové čerpadlo. Turbodúchadlo má funkciu stláčania, čím sa do rovnakého objemu spaľovacích komôr zmestí viac hmoty vzduchu, čo následne podporuje spaľovanie väčšieho množstva paliva, čím sa vytvára väčší výkon a krútiaci moment v motore.
Horúce výfukové plyny, ktoré po spaľovaní opúšťajú motor, spôsobujú rotáciu rotora turbíny.
• Tento rotor je spojený s iným rotorom hriadeľom.
• Otáčanie turbínového kolesa spôsobí, že sa koleso kompresora otáča rovnakou rýchlosťou.
• Otáčanie rotora kompresora ťahá vzduch z atmosféry, stláča ho a pumpuje do motora.
Obrázok znázorňuje dynamiku systému.
⦁ Charakteristika turbodúchadla
• Umožňuje, aby mal malý motor rovnaký výkon ako oveľa väčší motor.
• Robí väčšie motory ešte výkonnejšími, pomáha znižovať emisie znečisťujúcich plynov, pretože turbo vstrekuje do motora viac vzduchu, čím je spaľovanie úplnejšie a čistejšie.
• Znižuje spotrebu paliva.
• Tepelné straty trením sa dramaticky zvyšujú so zvyšujúcou sa veľkosťou motora. Menšie motory s turbodúchadlom lepšie využívajú energiu tým, že strácajú menej energie teplom a trením.
• Zabraňuje strate energie a neúplnému spaľovaniu vo vysokých nadmorských výškach. (čierny dym).
⦁ Turbo s variabilnou geometriou (TGV)
Turbo TGV (variabilná geometria) sa líši od bežného turba použitím dosky alebo korunky, na ktorej sú namontované pohyblivé rebrá, ktoré možno orientovať (všetky spolu) v určenom uhle pomocou tyče a páky mechanizmus tlačený pneumatickou kapsulou na dosiahnutie maximálnej kompresie vzduchu. Pri nízkych otáčkach musia byť rebrá zatvorené, pretože zmenšovaním úseku medzi nimi sa zvyšuje rýchlosť výfukových plynov, ktoré silnejšie dopadajú na lopatky turbíny (menší úsek=väčšia rýchlosť).
Keď sa motor zvýši z R. POPOLUDNIE. a zvyšuje tlak v sacom potrubí, pneumatická kapsula ho deteguje cez trubicu priamo pripojenú k saciemu potrubiu a transformuje ho na pohyb, ktorý tlačí riadiaci systém rebier tak, že sa pohybujú do otvorenej polohy, čím sa znižuje rýchlosť výfukových plynov, ktoré narážajú na turbínu (väčšia časť=menšia rýchlosť).
Rebrá sú namontované na korunke, ako je znázornené nižšie, a závitový hriadeľ spájajúci pneumatickú kapsulu možno nastaviť tak, aby sa rebrá otvárali pred alebo po. Ak sú rebrá maximálne otvorené, znamená to, že došlo k poruche, pretože maximálny sklon sa používa len pre núdzovú funkciu.
Výhody turbodúchadla TGV pochádzajú z dosiahnutia progresívnejšej prevádzky preplňovaného motora.
Na rozdiel od prvých motorov vybavených konvenčným turbodúchadlom, v ktorých došlo k veľkému skoku výkonu z nízkych do vysokých otáčok, správanie už nebolo prudké, aby sa dosiahla veľmi progresívna výkonová krivka s veľkým množstvom tlaku od nízke otáčky a udržiavané v širokom rozsahu otáčok motora.
⦁ Architektúra elektronického systému
Pre dokonalé fungovanie systému potrebuje riadiace centrum motora prevádzkové parametre motora prostredníctvom analýzy signálov odosielaných niekoľkými snímačmi rôznych systémov, na obrázku nižšie je schematický diagram a hlavné zahrnuté komponenty.
Aby bolo riadiace centrum motora schopné správne riadiť činnosť turbodúchadla podľa rôznych prevádzkových podmienok, musí neustále prijímať informácie z niekoľkých senzorov, ako napríklad:
⦁ Senzor polohy plynového pedálu (APP);
⦁ snímač teploty chladiacej kvapaliny motora (ECT);
⦁ Senzor hmotnostného prietoku vzduchu (MAF);
⦁ Senzor teploty nasávaného vzduchu (IAT);
⦁ Senzor rýchlosti vozidla (VSS);
⦁ Senzory polohy radenia prevodovky alebo informácií o jazdnom pruhu;
⦁ Senzor absolútneho tlaku v potrubí (MAP);
⦁ Poloha EGR – ak je vo výbave.
⦁ Prípadová štúdia
Po nevyhnutných predbežných vysvetleniach prejdime k samotnému prípadu. Majiteľ vozidla prichádza do servisu L. Rabelo Diagnóstico Automotivo Workshop, v ktorom som partnerom-majiteľ, s hlásením, že vozidlo má na prístrojovej doske kontrolku vstrekovania a motor vozidla vykazuje nízky výkon.
Prvým krokom, ktorý som vykonal, bolo potvrdenie anomálie, naštartoval som vozidlo a rýchlo som zistil, že turbodúchadlo skutočne nepracuje správne, kvôli rozdielu v tóne motora medzi prvým stlačením plynového pedálu a ostatnými. Pri prvej aktivácii po naštartovaní motora dochádza k pravidelnému prísunu vzduchu do vnútra motora, overenému rýchlym nárastom otáčok a charakteristickou hlučnosťou, iná situácia pri opätovnom stlačení akcelerátora, kedy dôjde k náhlej zmene v hluku motora..
Na potvrdenie som vykonal testovaciu jazdu a potvrdil som sťažnosti zákazníka.
Ďalším krokom bola inštalácia diagnostického nástroja (skener) na kontrolu prítomnosti akéhokoľvek chybového kódu, ktorý by mi mohol pomôcť pri diagnostike, pričom treba pamätať na to, že zákazník uviedol, že na paneli svieti kontrolka vstrekovania, ktorá preukázala prítomnosť niektorých DTC súvisiacich s prípadom.
Na obrázku je zobrazená obrazovka skenera s chybovým kódom v pamäti.
Poruchový kód P0045 týkajúci sa poistného ventilu turbodúchadla - otvorený okruh by mi poslúžil ako návod na odhalenie príčiny anomálie prítomnej v motore.
Na pokračovanie v diagnostike bolo potrebné poznať elektrické zapojenia tohto obvodu, takže mojím ďalším krokom bolo získať prístup k elektrickej schéme daného systému.
Na obrázku sú podrobne znázornené všetky konektory, kolíky a farby vodičov, ktoré tvoria spojenie medzi riadiacim modulom motora a turbom s variabilnou geometriou, ako aj hnacím motorom TGV a snímačom polohy lopatiek.
Pri pohľade na elektrickú schému môžeme zo strany TGV jasne vidieť príslušné komponenty, ako napríklad snímač polohy radlice a jeho hnací motor. A na strednej strane vývod, z ktorého vychádza riadiaci signál motora, napájacie napätie snímača, hmotnosť snímača a kolík zodpovedný za príjem signálu snímača týkajúceho sa polohy lopatiek.
Bez plytvania časom som začal s elektrickými testami systému, aby som zistil akúkoľvek elektrickú poruchu, pretože chybový kód ma informoval, že v prípade prerušeného obvodu došlo k elektrickej anomálii.
Prvé meranie bolo vo vzťahu k napájaniu snímača, ktoré by podľa schémy malo hodnotu 5,00V a meranie by malo byť vykonané na pinoch 3 a 5 konektora modulu TGV. Obrázok ukazuje umiestnenie modulu TGV.
Na obrázku je znázornený konektor s 5 kolíkmi (2 kolíky na ovládanie motora, 1 kladný kolík snímača, 1 uzemňovací kolík snímača, 1 kolík signálu snímača).
Identifikovali sme príslušné kolíky (3 a 5), skontrolovali sme napájacie napätie snímača polohy lopatiek.
Výsledkom merania (4,98V) sme zistili, že snímač bol napájaný kladným aj záporným pólom, preto bolo potrebné potvrdiť odozvu snímača a integritu zväzku v riadiacich vodičoch turbomotora.
Pokračovaním v testoch nastal čas skontrolovať odozvu snímača polohy TGV, avšak pri podrobnejšom prieskume sme dospeli k informácii, že medzi skriňou TGV a modulom je asynchrónna sieťová komunikácia. motor, informácia o polohe lopatiek putuje touto sieťou, ktorá má len jeden smer premávky, od skrine TGV do modulu.
Súhrnne: snímač polohy TGV poskytuje napätie signálu, ktoré sa mení s ohľadom na uhol lopatiek TGV. Vlastný integrovaný obvod konvertuje napäťové prenosové informácie na sériové dáta pomocou protokolu J2716 SENT (Single Edge Nibble Transmission) od SAE (Society of Automotive Engineers) medzi krytom TGV a motorovým modulom v obvode signálu/sériových dát. Modul motora dekóduje sériový dátový signál a používa sa ako napätie pre snímač polohy TGV.
Na obrázku nižšie je znázornený typický signál tohto typu komunikácie, ktorý je možné zobraziť len pomocou osciloskopu.
Týmto spôsobom sme sa rozhodli, že ani pri snímaní osciloskopom nebudeme vedieť, či je informácia o polohe lopatiek správna, preto sme sa rozhodli otestovať kontinuitu vodičov, ktoré spájajú motor TGV do riadiaceho centra motora.
Pomocou elektrickej schémy znázornenej na obrázku nižšie vidíme, že kolík 72 konektora ECU B komunikuje s kolíkom 1 TGV a kolík 73 konektora ECU B komunikuje s kolíkom 2 TGV.
Obrázok nižšie ukazuje meranie, ktoré sme vykonali medzi kolíkmi 72 modulu motora a kolíkom 1 TGV.
Pri vykonávaní merania sme overili hodnotu odporu rovnajúcu sa 0,3 ohmu, čo nám ukázalo, že vodič spájajúci kolíky 72 (stredná strana) a kolík (1 strana TGV) je v perfektnom stave.
Vzhľadom na kontinuitu pristúpime k meraniu kontinuity ostatných kolíkov (73 na centrálnej strane motora) a 2 (strana TGV). Obrázok nižšie zobrazuje výsledok testu.
Pozorovaním na obrazovke multimetra sme dospeli k záveru, že neexistuje žiadna kontinuita, pretože výsledok merania dával nekonečný odpor. O. L v multimetri znamená v angličtine Open Loop, čo v dobrej portugalčine znamená otvorená slučka alebo v našom kontexte otvorený okruh.
Po potvrdení anomálie sme sa rozhodli vykonať vizuálnu kontrolu a rýchlo identifikovať príčinu problému. Obrázok ukazuje centrálny konektor motora a polohu kolíka 73.
Zistili sme, že koncovka bieleho/čierneho drôtu (kolík 73) bola vo vnútri konektora prakticky uvoľnená a že pri vyberaní z puzdra bola už prakticky zlomená, to znamená, že kontakt s centrálnym kolíkom už bol narušený, čo malo za následok nedostatočné ovládanie geometrie turbomotora, ktorý poháňa lopatky, čo vysvetľuje nedostatok výkonu motora.
Vzhľadom na stav konektora sme sa majiteľa opýtali, či vozidlo prešlo nejakým servisom, pri ktorom bol konektor alebo samotná riadiaca jednotka odmontovaná, majiteľ uviedol, že kvôli tejto poruche, ktorá bola predtým občasná, vzal vozidlo do inej dielne, kde opravári vykonali testy tohto konektora.
Zo stavu konektora (obrázok nižšie) som usúdil, že niekto vykonal test priamo pomocou vodičov multimetra, pričom úplne vytlačil a poškodil terminál.
Po výmene terminálu a potvrdení účinnosti kontaktu medzi motorom TGV a motorovým modulom sa vozidlo vrátilo do normálnej prevádzky, o čom svedčí hluk motora a prevádzková skúška zákazníka.
Dovidenia nabudúce!
